BAKTERYOFAJLAR Bakteriyofajlar bakteri hcresi iine girerek yanlzca orada

BAKTERİYOFAJLAR

• Bakteriyofajlar bakteri hücresi içine girerek yanlızca orada çoğalan ve çoğunlukla bakteriyi lize eden, mikroskopta görülmeyen bakteri viruslarıdır • Bakteriyofajlar konakçıya spesifiktir • Bakteriyofajlara kısaca faj da denilmektedir

Tarihçe ilk olarak; • 1896 yılında İngiliz bilimadamı E. Hanbury Hankin, Vibrio cholerae bakterisinin Ganj Nehri suyunda öldüğünü gördü

Tarihçe • Su kaynatıldığında, bu özelliğini yitiriyordu. Bu durum, bu olaya canlı bir varlığın neden olduğu düşüncesini doğurdu

Tarihçe • 1915 de İngiltere Stafilokoklar • 1917 Fransa basiller dizanteri • Bakteriyofaj=bakteri yiyen

Tarihçe • Fajların bakteri öldürme yetenekleriden dolayı proflaksi ve sağaltımda kullanma çalışmaları başlamış ancak büyük çoğunlukla olumlu sonuç vermemiştir • Çünkü; - Fajlar vücüdün savunma mekanizmaları tarafından inaktive edilmekte - Bazı bakteriler fajlara direnç göstermektedirler

• Bakteriyofajlar, aynen hayvan virusları gibi; - iç kısımlarında DNA veya RNA’lardan birinin içeren nükleik asit (genetik materyal, genom) - bunun etrafını çevreleyen protein karakterindeki kapsid’den oluşmaktadır

Fajların Klasifikasyonu

BRADLEY KLASİFİKASYONU • Fajların elektron mikroskobuyla yapılan incemelerinde baş ve kuyruk kısımlarının olduğu saptanmıştır • Bradley’in asid yapılarını da belirleyen baş ve kuyruk yapılarına göre yaptığı sınıflandırmada 6+1 değişik faj tipi bulunmaktadır

Tip A • Bu tip fajların altıgen görünümünde baş kısmı ile uzun bir kuyruk kısmı vardır • Kuyruğun ortasında boru şeklinde boşluk bulunur ve bunu kasılabilir özellikte kılıf çevreler • Kuyruğun alt kısmında altıgen biçimli bir levha ve bu levhaya bağlı tel şeklinde çıkıntılar vardır

Tip A • Fajın baş kısmında çift iplikçikli çizgisel bir DNA vardır ve bunu kapsid çevreler • Kuyruk, fajın baş kısmında bulunan genetik maddenin bakteriye aktarılmasında aracılık yapar • Kuyruktaki çıkıntılar fajın bakteriye tutunmasını sağlar • E. coli’nin T-even (T 2, T 4, T 6) fajları bu yapıdadır

Tip B • Baş kısmının yapısı A tipi fajlara benzerlik gösterir ve içinde çift iplikçikli çizgisel bir DNA vardır • Bu fajların kuyruk kısmı daha uzundur ancak çevresinde kasılabilir özellikte kılıf yoktur • E. coli’nin T 1, T 5 ve λ fajı bu yapıdadır

Tip C • Baş kısmı A ve B tipi fajlara benzer • DNA yapısı da aynıdır • Kuyruk çok kısadır • E. coli’nin T 3, T 7 fajları yapıdadır bu

Tip D • • Baş kısımları ikosahedral yapıdadır Tek iplikçikli çembersel DNA içerir Kuyruksuzdur E. coli’nin Øx 174 fajı bu yapıdadır (ikosahedral: yirmi yüzlü, herbir yüz eşkenar üçgen şeklinde olan ve bu üçgenlerin birbirlerinin kenarları ile birleşerek oluşturdukları 20 yüzlü 12 köşeli)

Tip E • D tipine benzer görünümdedir • Nükleik asidi tek iplikçikli çizgisel RNA yapısındadır • Kuyruksuzdur • E. coli’nin seks pilusuna yapışma özelliğinde olan f 2, R 17, fr, MS 2 fajları bu yapıdadır

Tip F • Tamamen flamentöz görünümde fajlardır • Ortasında tek iplikçikli çizgisel DNA bulunur • E. coli’nin seks pilusu fajlarından fd fajı bu yapıdadır

Tip G • Orjinali Bradley klasifikasyonunda bulunmayan ve fakat bazı yazarlar tarafından ayrı bir grup, Tip G içine, mikoplazmalardan izole edilen, pleomorfik bir morfolojiye ve lipid içeren bir zarfa sahip olan fajlar konmaktadır • Saptanabilen bir kapsidi bulunmayan bu fajlar, çift iplikçikli DNA karakterindedir

ACKERMAN KLASİFİKASYONU • 4 temel gruba ayrılmaktadır I- Kuyruklu fajlar II-Kübik simetrili fajlar III-Flamentöz fajlar IV-Pleomorfik fajlar

Bakteriyofajların Üremesi Bir fajın bakteride üremesi 4 aşamada gerçekleşir

1 - Adsorbsiyon: Fajların bakteriye bağlanması 2 -Penetrasyon: Fajın genetik materyalinin bakteriye transferi 3 - Latent (eklips) dönem: Fajların bakteri içinde üremesi ve olgunlaşması 4 - Lizis ve dışarı çıkış: Olgun fajların lize olan bakteriden dışarı çıkışı

Faj İnfeksiyon Tipleri 3 tür infeksiyona neden olurlar

1 - Litik İnfeksiyon • Virülent (virulan) fajlar girdikleri bakteride çoğalarak bakteriyi eritirler (lizis)

2 - Nonlitik İnfeksiyon • Bu tür infeksiyonda fajlar hücre içinde üremesine ve dışarı çıkmasına karşın, konakçının beslenme ve çoğalmasında herhangi bir bozukluk gözlenmez (temperate=ılımlı fajlar)

• Bir kısım fajlar konakçının sitoplazmasında bulunmasına karşın bağımsız bir replikasyon karakterinde değildir. Ancak konakçısının her bölünmesinde faj da replike olarak bir kopyası kardeş hücreye aktarılır (persiste infeksiyon)

3 - Lizojenik (Latent) Form • Bazı fajlarda konakçının içine girdikten sonra faj DNA’sı konakçı genomu ile birleşir ve onun bir devamı haline gelir (profaj) • Genomun her rereplikasyonunda faj DNA’sı da replike olur ve kardeş hücreye transfer edilir • Bu olaya lizojeni adı verilir • Lizojenik formlar genelde temparete fajlardan kaynaklanırlar (latent infeksiyon)

Fajlardan Yararlanma Alanları 1 - Bakterilerin identifikasyonu ve/veya tiplendirilmesi - B. anthracis gama fajı - Brucella cinsi bakterilerde Weybridge, Berkeley, Tibilisi fajları - L. monocytogenes, S. aureus vb. tiplendirme fajları 2 - Rekombinant DNA teknolojisinde fajların vektör (aracı) olarak kullanılması

3 - Besinlerin ömürlerini uzatmak amacıyla - Taze meyve ve sebze gibi besinleri zararlı maddelerden arındırmak - Kolay bozulan besinlerin raf ömrünü uzatmak Ağustos 2006'da ABD Gıda ve İlaç İdaresi bazı etlerde Listeria monocytogenes bakterisinin öldürülmesi için bakteriyofaj kullanımını onaylamıştır

4 - Faj Terapisi • 1990’ların başlarında, Sovyet askerler, 5 bakteriye karşı faj içeren sprey kutuları taşıdılar: - Staphylococcus aureus, - Escherichia coli, - Pseudomonas aeruginosa, - Streptococcus pyogenes ve - Proteus vulgaris Faj preparatları pek çok eski Sovyet kentinde antibiyotiklerin yanı sıra temin edilebiliyordu

• Günümüzde faj tedavilerini güçleştiren antikorların oluşumuna daha az neden olan fajlar geliştirilmesi üzerine araştırmalar devam ediliyor

Fajların Yol Açtığı Olumsuzluklar • Fajın inaktivasyonu 90 -95°C derecelerde gerçekleşir. Peynir başta olmak üzere süt ürünleri üretiminde, süte uygulanan pastörizasyon ısılarında tam olarak yok olmazlar. Bu nedenle süt ürünlerinde starter kültürlerin yok olmasına yol açarak üretime zarar verirler

• Fajlar kendi DNA’larına kattıkları, antibiyotiklere direnç ya da toksin genlerini kendi bünyelerine alarak bunları başka konaklara da taşıyabilme endişesi